KR100299023B1 - 재충전가능 배터리 팩 - Google Patents

Abstract

재충전가능 배터리 팩의 과방전 또는 과전류가 검출되는 경우, 팩의 VDD와 VSS 간의 출력전압과 출력전류가 제로로되며, 이 경우 상기 배터리 팩과 접속된 장치 또는 로드가 데이터를 상실하거나 오동작을 초래한다. 재충전가능 배터리 팩(1)에 있어서, 2차 배터리에 걸리는 전압 V1이 임의의 검출전압 V2이하로 감소하는 경우 프리 엔드(pre-end)신호출력회로(5)가 프리 엔드 출력신호를 발생하는데, 이 신호는 과충전/과방전 및 과전류제어회로(3)가 상기 2차배터리 전압 V1이 과충전 방출전압 V3 이하로 감소된 것을 검출할 때 까지 지속되게된다. 상기 제어회로(3)의 출력신호에 의해 상기 스위치회로(4)가 상기 2차 배터리의 방전을 정지한다. 따라서 장치 또는 부하는 데이터를 세이브할 수 있거나 달리 동작할 수 있다.

Description

재충전가능 배터리 팩

본 발명은 2차 배터리를 이용하는 재충전가능 배터리 팩에 관한 것이다.

2차 배터리를 이용하는 재충전가능 배터리 팩(1)으로서 도 6에 도시한 배터리 팩이 알려져 있다. 도면부호 2로서 도시된 이 2차배터리는 스위치회로(4)를 통해 외부단자(VDD 또는 VSS)에 접속된다. 또한 과충전/과방전 및 과전류제어회로(3)가 2차 배터리(2)에 접속된다. 이 제어회로(3)는 2차 배터리(2)의 전압 또는 이를 통하는 전류를 검출하는 기능을 한다. 즉, 제어회로(3)는 과충전 상태(즉 2차 배터리(2)의 전압이 소정의 고전압 값 이상), 과방전상태(즉 전압은 일정 전압값 이하) 및 과전류의 상태(전류가 소정의 전류값 이상)를 검출한다. 제어회로(3)는 과충전/과방전 및 과전류를 검출해서, 스위치회로(4)를 턴오프시키는 신호를 발생해서 VSS 또는 VDD에 접속된 부하(2차 배터리를 이용하는 휴대형 컴퓨터 등)에 에너지 공급을 정지시킨다.

즉, 재충전가능 배터리팩(1)은 2차 배터리(2)와 외부단자사이에 삽입된 스위치 회로(4)를 제어해서 2차 배터리(2)의 과충전 및 2차 배터리(2)로부터 부하에 에너지 공급에 기인한 2차 배터리(2)의 충전능력에 있어서의 과도한 감소를 방지한다.

V1을 2차 배터리에 나타나는 전압이라 하고, V3를 과방전상태를 검출하는데 이용되는 전압이라 하자. 즉 전압 V3를 과방전 검출전압으로 한다. 종래 기술의 재충전가능 배터리 팩에 따르면 2차 배터리 전압(V1)이 도 7(a)에 도시한 바와 같은 과방전 검출전압(V3) 이하로 감소되는 경우 과충전/과방전 및 과전류제어회로는 과방전 및 과전류를 검출해서 스위치 회로(4)를 턴오프시킨다. 그 직후 VSS와 VDD 사이의 출력전압 V4는 0으로 감소한다(도 7(b)). 이때 재충전가능 배터리 팩을 이용하는 부하가 예를 들어 2차 배터리를 이용하는 컴퓨터인 경우 그리고 컴퓨터가 VSS와 VDD사이의 전압이 0으로 된 후에도 아직 동작하고 있는 경우 데이터 손실 또는 오동작이 발생한다.

전술한 문제를 해소하기 위해서 본 발명은 프리-엔드(pre-end) 신호 출력단을 구비한 충전가능 배터리 팩을 장비하고 있다. 2차 배터리의 과방전 또는 과전류가 검출되면 상기 프리-엔드 신호가 상기 프리-엔드 신호 출력단으로부터 생성된다. 그러면 스위치 회로가 턴오프된다.

과방전 또는 과전류가 검출되면 상기 스위치 회로는 상기 프리-엔드 신호가 생성된 후 턴오프된다. 그러므로 상기 재충전가능 배터리 팩을 이용하는 부하의 동작이 전원이 제로로 감소하기 이전에 정지된다. 부하의 동작이 정지된 후 전압이 제로로 감소되므로 부하의 오동작이 방지될 수 있다.

제1도는 본 발명에 따른 재충전가능 배터리 팩과 이에 접속된 장치 또는 부하를 도시하는 도면.

제2도는 본 발명에 따른 재충전가능 배터리 팩의 제1 실시예의 회로블록도.

제3도는 본 발명의 제1 실시예의 재충전가능 배터리 팩으로부터의 출력신호의 그래프.

제4도는 본 발명에 따른 재충전가능 배터리 팩의 제2 실시예의 회로블록도.

제5a도 내지 제5c도는 본 발명에 따른 재충전가능 배터리 팩의 제2 실시예로부터의 출력신호의 그래프.

제6도는 종래 기술의 재충전가능 배터리 팩의 회로블록도.

제7a도 및 제7b도는 종래 기술의 재충전가능 배터리 팩으로부터의 출력신호의 그래프.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 배터리 팩 2 : 2차 배터리

3 : 과충전/과방전 및 과전류 제어회로

4 : 스위치 회로 5 : 프리-엔드 신호 출력회로

6 : 지연회로

이하 도면을 참조해서 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 재충전가능 배터리 팩 및 이 배터리 팩에 부하로서 접속된 장치를 도시하고 있다. 1로 도시된 재충전가능 배터리 팩은 프리-엔드(pre-end) 신호 출력단자, 및 외부 단자(VSS, VDD)를 갖추고 있다. 외부단자(VSS)는 배터리 팩의 최소전위를 생성하는 반면 외부단자(VDD)는 배터리 팩의 최대 전위를 생성한다. 프리-엔드 신호 출력단자는 VDD와 VSS간 출력이 오프되어 0에 도달하기 약간 이전에 프리-엔드 신호를 제공한다. 프리-엔드 신호를 수신하는 장치는 배터리 팩(1)을 이용하여 부하를 비활성화시키거나, 아니면 신호에 응답하여 기능한다.

도 2는 본 발명에 따른 재충전가능 배터리 팩의 일 예를 나타내는 블록회로도이다. 2차 배터리(2)는 스위치회로(4)를 통해 그리고 과충전/과방전 및 과전류회로(3)를 통해 외부단자(VSS 혹은 VDD)에 접속된다. 스위치회로(4)의 저항 및 제어회로(3)의 저항이 이상적으로 제로인 경우, 출력단자(VDD)는 2차 배터리(2)의 최대전위를 생성하며, 반면 VSS는 최소전위를 생성한다. 프리-엔드 신호 출력회로(5)는 VDD와 VSS사이에 접속되며, 2차 배터리(2)의 전압을 검출한다.

도 2의 재충전가능 배터리 팩(1)의 블록회로도의 동작을 도 3을 참조하여 이하 설명한다. 2차 배터리(2)가 방전함에 따라 2차 배터리의 전압(V1)이 하강하며, 과방전이 검출되는 전압(V3)보다 다소 높게 설정된 검출전압(V2)에 도달한다(도 3(a)참조). 프리-엔드 신호 출력회로(5)는 검출전압(V2)을 검출하여 프리-엔드 신호 출력단자에 프리-엔드 신호를 발생한다. 이러한 프리-엔드 신호는 2차 배터리의 전압이 과방전검출전압(V3)에 도달할 때까지 지속적으로 발생된다(도 3(b) 및 (c))참조).

2차 배터리(2)가 더욱 방전되어 2차 배터리의 전압(V1)이 과방전 검출전압(V3)에 도달하면, 도 3에 도시한 과충전/과방전 및 과전류제어회로(3)는 과방전을 검출해서 출력신호를 생성한다. 과충전/과방전 및 과전류제어회로(3)로부터의 출력이 스위치회로(4)에 인가되어 이를 턴오프시킨다. 이로서 VDD와 VSS사이의 전압(V4)이 0으로되어 부하에의 에너지의 공급을 정지시킨다.

도 4는 본 발명에 따른 재충전가능 배터리 팩의 다른 실시예를 도시한 것이다. 2차 배터리(2)는 스위치회로(4)와 과충전/과방전 및 과전류를 제어회로(3)를 통해 외부단자(VSS 또는 VDD)에 접속된다. 본 실시예에 있어서, 프리-엔드 신호는 과충전/과방전 및 과전류제어회로(3)로부터 출력된다. 스위치회로(4)는 과충전/과방전 및 과전류제어회로(3)로부터의 출력신호에 의해 제어되는데, 이 신호는 지연회로(6)에 의해 지연된다. VDD는 2차 배터리(2)의 최대 전위를 생성하며, VSS는 최소 전위를 생성한다.

도 4의 실시예에 의해 과방전이 검출된 경우를 도 5를 참조하여 기술한다. 과충전이 발생하고 2차 배터리(V1)의 전압(V1)이 도 5(a)에 도시한 바와 같이 과전류검출전압(V3)으로 하강하는 경우, 도 4의 과충전/과방전 및 과전류제어회로(3)는 과방전을 검출한다. 제어회로(3)로부터의 출력은 프리-엔드 신호 출력단자에 공급된 프리-엔드 출력신호(V5)가 된다. 출력신호(V5)는 또한 지연회로(6)에 인가된다. 소정 기간의 경과 후 지연회로(6)는 스위치 회로(4)를 턴오프시키는 신호를 생성한다. 이로써 VDD와 VSS사이의 전압이 감소되어 부하에의 에너지의 공급이 정지된다.(도 5(b)참조). 프리-엔드 신호(V5)는 VDD와 VSS사이의 전압이 제로로 감소할 때까지 지속된다(도 5(c) 참조).

상기 회로는 과전류가 검출되는 경우 유사하게 동작한다. 특히 과충전/과방전 및 과전류제어회로(3)가 과전류를 검출하는 경우, 프리-엔드 출력신호(V5)는 프리-엔드 신호 출력단에 나타나 지연회로(6)에 인가된다. 소정 기간의 경과후 지연회로(6)는 스위치 회로(4)를 턴오프시키는 신호를 출력한다. 프리-엔드 신호(V5)는 스위치회로(4)가 턴오프 되기까지 지속적으로 생성된다.

본 발명의 재충전가능 배터리 팩은 전술한 바와 같은 형태로 실행되어서 다음의 효과를 나타낸다.

프리-엔드 출력은 과충전/과방전 및 과전류 검출회로가 스위치 회로를 턴오프시키는 신호를 생성하기 전에 발생되므로 부하 또는 장치가 2차 배터리로부터의 전압 및 전류의 공급이 종료되는 것을 사전에 알 수 있다. 결국 절약 동작 등을 수행할 수 있다. 즉, 본 발명은 2차 배터리를 사용하는 부하가 오동작하는 것을 방지하는 재충전가능 배터리를 제공한다.

Claims (4)

1. 재충전가능 배터리 팩에 있어서, 외부장치에 사용시 접속될 수 있는 재충전가능 2차 배터리 ; 상기 2차 배터리에 접속되어, 상기 2차 배터리의 전압 및 상기 2차 배터리를 통하는 전류 중 적어도 하나를 검출하고, 상기 2차 배터리가 과충전 상태, 과방전 상태 및 과전류 상태 중 하나에 도달하고 있는 제1 상태 및 상기 2차 배터리가 과충전 상태, 과방전 상태 및 과전류 상태 중 하나에 있는 제2 상태 중 하나에 상기 2차 배터리가 놓여 있을 때를 나타내는 표시신호를 출력하는 과충전/과방전 및 과전류 제어회로 ; 상기 과충전/과방전 및 과전류 제어회로에 접속되어, 이 회로의 상기 표시신호에 근거하여 상기 외부장치로부터 상기 재충전가능 2차 배터리를 선택적으로 분리시키는 스위치 회로 ; 및 상기 과충전/과방전 및 과전류 제어회로에 접속되어, 상기 스위치 회로가 상기 재충전가능 2차 배터리를 상기 외부장치로부터 분리하기 바로 전에 프리-엔드(pre-end) 신호를 출력하고, 그럼으로써 상기 2차 배터리가 상기 외부장치로부터 분리되기 전에 작업을 수행할 수 있게 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 재충전가능 배터리 팩.
2. 제1항에 있어서, 상기 과충전/과방전 및 과전류 제어회로는, 제2 과방전 검출전압 혹은 이 보다 높은 제1 과방전 검출전압 중 어느 하나에 상기 제2 배터리의 전압이 도달하였는지 여부를 검출하고, 상기 2차 배터리의 전압이 상기 제1 과방전 검출전압에 도달하였을 때 상기 프리-엔드 신호를 출력하도록 상기 프리-엔드 출력수단을 제어하며, 상기 2차 배터리의 전압이 상기 제2 과방전 검출전압에 도달하였을 때 상기 외부장치로부터 상기 2차 배터리를 분리하도록 상기 스위치 회로를 제어하는 회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 재충전가능 배터리 팩.
3. 재충전가능 배터리 팩에 있어서, 외부장치에 사용시 접속가능한 재충전가능 2차 배터리 ; 상기 2차 배터리에 접속되어, 상기 2차 배터리의 전압 및 상기 2차 배터리를 통하는 전류 중 적어도 하나를 검출하고, 상기 검출된 전압이 소정의 과충전 전압 및 소정의 과방전 전압 중 하나에 도달하고 있을 때의 제1 상태 및 상기 검출된 전류가 소정의 과전류 값에 도달하였을 때의 제2 상태 하나에 상기 2차 배터리가 놓여 있을 때를 나타내는 표시신호를 출력하는 과충전/과방전 및 과전류 제어회로 ; 상기 표시신호를 지연시키며 지연된 표시신호를 출력하는 지연회로 ; 상기 지연된 표시신호에 응답하여 상기 외부장치에 및 이로부터 상기 2차 배터리를 선택적으로 접속 및 분리시키는 스위치 회로 ; 및 상기 스위치 회로가 상기 2차 배터리를 상기 외부장치로부터 분리하기 바로전에 프리-엔드(pre-end) 신호를 출력하고, 그럼으로써 상기 2차 배터리가 상기 외부장치로부터 분리되기 전에 작업을 수행할 수 있게 하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 재충전가능 배터리 팩.
4. 제3항에 있어서, 상기 프리-엔드 신호 출력수단은 상기 과충전/과방전 및 과전류 제어회로를 포함하며, 상기 과충전/과방전 및 과전류 제어회로에 의해 출력된 상기 표시신호는 상기 프리-엔드 신호인 것을 특징으로 하는 재충전가능 배터리 팩.

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